1、芦荟叶片的形态解剖学研究

根据沈宗根、李景原、胡正海等人对芦荟属11 种植物叶的解剖学研究结果，表明该属植物

叶的结构都由表皮、叶肉（同化组织和贮水组织）和1轮维管束组成，贮水组织内尚有第二轮维管束仅见中华芦荟。叶表面都覆有厚的角质膜，表皮细胞的外切向壁加厚，气管下陷，具有气孔上、下腔；叶的上、下两面都具有排列紧密的同化薄壁组织；中央贮水组织发达，占叶横切面的60%~80%；其维管束的韧皮部内都有大型薄壁细胞为该属的结构特性。李景原等人认为木立芦荟、库拉索芦荟等在光合组织和储水组织之间有一层不含叶绿体的小型薄壁细胞，包围着储水薄壁组织，称之为储水组织鞘。并其认为维管束中大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘是芦荟素等蒽醌类物质的储藏场所，芦荟素含量与维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘的情况密切相关。

根据木力芦荟不同叶龄的比较解剖观察，李景原等认为不同叶龄的木立芦荟叶的主要区别是维管束中大型薄壁细胞的大小不同，植株上部幼叶和成熟叶的维管束中，大型薄壁细胞体积大；而植株下部老叶的维管束，其大型薄壁细胞已萎缩，细胞体积小，呈狭窄状。在维管束横切面上，大型薄壁细胞占维管束横切面上的百分比从上到下随着叶龄的增大而减小，此外，李景原等应用植物解剖学方法研究了木立芦荟的发育过程。研究结果表明，叶原基在发育早期其形态是不对称的，内部为同形细胞组成，但很分化为原表皮，原形成层束和基本分生组织。以后，原表皮发育成表皮，位于原表皮的2~5层基本分生组织细胞发育成同化薄壁组织，而位于中央的基本分生组织细胞则发育成储水薄壁组织，原形成层束发育成维管束。再上述发育过程中，表皮、叶肉组织分化最早，维管束迟，而其发育成熟的时间，维管束最早，叶肉次之，表皮最晚。维管束由维管束鞘、木质部、韧皮部和大型薄壁细胞组成。大型薄壁细胞起源于原形成层束，位于韧皮部内，其发育迟于筛管、伴胞，为芦荟属植物叶的结构特征。

芦荟属的系统分类尚存在争议，以往都将该属隶属于百合科。近年有学者提出芦荟属应独力，建立芦荟科：对于芦荟属植物在分类学上的解剖学指标，以往曾报道：该属植物成熟叶表皮角质膜的厚度，表面纹饰及表皮细胞的形状、大小的差异属稳定的特征，在种间差异明显；Ishill曾报道，许多单子叶植物叶内存在晶体，沈宗根等首次在芦荟属植物中发现其叶内都含有晶异细胞，异细胞的大小和分布以及其晶体的类型和大小在种间也存在差别。以上这些结构特征的综合应用，可为该属植物的种间分类提供解剖学的依据。

2、 芦荟核形分析

近几年来，王永中、梁秀梅等人对几种芦荟进行了染色体核形分析，认为芦荟染色体数目为

2n=14,有四对长染色体，三对短染色体组成，都未发现随体。但不同品种芦荟的核型有所不同，列表如下：

3、 芦荟中活性酶类研究

超氧化物歧化酶（Superoxid dismutase, SOD），过氧化物酶（Peroxidase,POD）,过氧化氢

酶（Catalase,CAT）等是植物清除体内多余O2和H2O2等活性氧的重要酶类，统称为植物保护酶系统，对抵御多种理化因子胁迫、减少活性氧积累、维护膜结构完整等起着重要作用。

自由基是需氧生物在生物氧化过成中利用分子氧作为电子受体而产生的一类特殊的小分子（或离子）基团。自由基对正常的生物大分子蛋白质、核酸及生物膜脂类等产生破坏性过氧化作用而损害人体健康，与人体衰老过程、癌症、心血管病、糖尿病的发生有关。

SOD属于金属酶，在自然界分布很广，是一种重要的氧自由基清除剂。它催化下列反应：

2O2-+2H+→H2O2+O2

SOD把对细胞破坏力极强的超氧阴离子（O2-）歧化成过氧化氢和氧气，过氧化氢随后经体内的过氧化氢酶（CAT）或过氧化物酶（POD）分解或利用掉，因而O2-的毒被解除。研究表明，SOD在防御氧的核辐射损伤、抗炎及抗肿瘤方面有独特的作用。

大量试验证明，许多抗衰老中药及复方制剂中都有类SOD酶或性成分。随着SOD的深入研究，天然植物资源的开发利用愈来愈受人们的重视。何士敏等对9中芦荟的SOD同工酶谱及酶活性作了比较，结果显示，翠叶芦荟含SOD同工酶种类最多，酶活性最强，其次蕃拉、中华和开普芦荟，这四种芦荟相对来说具有较高的经济价值。

齐见龙，陈莱转等研究了库拉索芦荟（翠叶芦荟）不同叶位POD活性变化，发现POD活性变化总的趋向是随着长时间延长而呈直线增（强）大，其增（强）大幅度大小，各有所别。POD活性变化以下部叶为最高，中部居中，顶部偏低。王千学等对斑纹芦荟叶中POD酶的测定表明，下部叶酶活性最高，顶部居中，中部偏低。高文远，肖培根对中华芦荟的POD研究结果显示：部位1处（最上部）叶片的POD活性较高、部位2处（次上部）叶片的POD活性最低，部位2~5（由上到下）叶片的过氧化物酶活性逐渐升高，最下部叶片的POD活性最高。原因是芦荟最上部的叶子不断生长，最下部的叶子逐渐枯萎，从而它完成新老叶片的更替。部位1处的叶片为生长中心，部位2，3处的叶片为芦荟光合作用的中心，部位4，5处的叶片则不断降解其自身物质运往新生器官，为芦荟的衰退中心。过氧化物酶与细胞内的多种代谢活动有关。它一方面防御活性氧和其他过氧物自由基对细胞膜的伤害；另一方面还参与结构分子的合成调节，对细胞分化起重要作用。较下部叶片的过氧化物酶活性较高，可能是叶片衰老时产生了较多的活性氧和其他过氧物自由基需要过氧化物酶起保护作用。过氧化物酶过氧化物酶活性较高，可能是过氧化物酶对细胞分化起作用，因为最上部的叶片不断伸展，细胞不断分化的缘故。

以上综述了芦荟核型、酶等生物学方面的研究概况。发现在对芦荟染色体组型分析、分带、减数分裂的行为观察及利用分子生物学技术对芦荟的系统发育和芦荟优异基因发掘与功能研究很少；在芦荟叶酶方面的研究，也涉及到SOD、POD两种，对同一种芦荟不同叶龄叶中的酶的研究目前也无人涉及。因此，从这方面入手，会积累更多的芦荟生物学方面的资料，发挥芦荟更多有价值的潜力。

4、 芦荟小孢子母细胞减数分裂观察、芦荟多糖的分离提纯以及芦荟酮的分离纯化研究

联合国粮农组织（FAO）把芦荟誉为“21世纪人类的最佳保健品”。病害、品质、产量是影响芦荟产业化的主要问题。品种改良是解决上述问题的主要手段。虽然芦荟属内资源丰富，但芦荟具有高度不育性，难以通过传统的方法进行新品种的培育和遗传改良。花粉的正常发育是实现正常受精结实的保证，弄清芦荟花粉的整个受发育过程，观察花粉发育过程的异常现象，并从细胞学角度阐明芦荟雄性不育的机理，可以为芦荟的有性生殖提供一些有价值的资料，并为进一步改进遗传育种措施、培育更为优良的芦荟品种及丰富现代胚胎学理论提供基础资料。

我们对木立芦小孢子形成过程中染色体在减数分裂中异常行为进行了观察，探讨了木立芦荟小孢子母细胞减数分裂异常与花粉育性的关系，分析了木立芦荟小孢子母细胞减数分裂异常的可能原因，并对花粉粒的育性做了鉴定。结果发现，同一花药内染色体减数不同步，非同源染色体（姊妹染色体）之间发生交换，分裂后期出现染色体桥和断片，后期II染色体不均等分离，不均等分离引起遗传物质分配不均可能导致芦荟不育的主要原因。据统计，不均等分离的后期II细胞占观察细胞总数（1006）的56．16%。用1%的碘—碘化钾（I—KI）溶液对木立芦荟成熟花粉粒进行染色，成黄色或着色更浅的花粉粒达90%以上，属碘败型花粉粒。以次推测芦荟小孢子减数分裂异常与花粉败育是芦荟不能进行有性生殖的重要原因之一。

我们实验室以三年生国产库拉索芦荟的新鲜凝胶为材料，分别利用醇沉和酶法提取芦荟多糖，Sevage法纯化，红外、质谱等手段进行多糖鉴定，离子交换层析和凝胶层析法对芦荟多糖进行了分离。采用乙醇沉淀法得到粗多糖（AP—1）经检测总糖含量为57．3%，蛋白质含量为2．89%。优化条件的Sevage法去除蛋白质杂质，经透析纯化后冻干成粉，得到半精品芦荟多糖（Ps—2）。经红外、紫外、元素分析、碱性水解和质谱鉴定，该多糖乙酰化的β—聚吡喃甘露糖，分子量在12，900和13，100左右。选用DEAE-Sephadex A-25凝胶为介质，采用离子交换层析法进一步分级分离芦荟多糖AP-2，可得到中性糖和酸性糖两部分，其中酸性糖含量远远小于中性糖含量。将中性糖衍生化为糖腈乙酸酯后，利用气相色谱法测定单糖组成。实验证明该多糖的单糖组成为：甘露糖、木糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖和半乳糖。甘露糖占绝大部分，其余单糖含量非常少。选用Sepharose CL-6B凝胶为介质，采用凝胶层析法对多糖按照分子量进行分离，得到两种多糖。红外谱图表明，两种多糖的主要吸收峰的位置都一致，仅是乙酰基吸收峰的大小有所不同，考虑是生物活性有差异，有待以后进一步的研究。首先对芦荟凝胶提取多糖的废液——上清夜进行研究，质谱和高效液相色谱检测混合糖样，证明其中含有少量称为“生命之糖”的海藻类。该实验为芦荟海藻糖合成酶专基因课题奠定基础，而其将提取多糖的“废液‘进行再利用，充分利用芦荟资源。

芦荟色酮是在芦荟叶中特有的一类具有抗炎和抑制酩氨酸酶等作用的活性物质。我们实验室以芦荟全叶为原料，经过一系列的处理，从脱色剂活性碳中获得芦荟色酮粗提取，并经过溶剂分配和富集，首次采用高效逆流色谱（HSCCC）对其中的色酮成分进性了分离纯化。研究结果表明，采用氯仿/甲醇/水（4：3：2，v/v/v）和二氯甲烷/甲醇/水（5：4：2，v/v/v）作为溶剂分离系统，经过两步HSCCC可以分离纯化HPLC（高效液相色谱）纯度在95%以上的芦荟色酮单体。经过FAB-MS（质谱）、HNMR（核磁共振氢谱）和CNMR（核磁共振碳谱）等方法的结构分析鉴定，证实分离所得物质为肉桂酰基-C葡萄糖甙芦荟色酮。